摘要: 本实验应用BGA土壤调理剂对砂质土地的絮凝作用，作者选定宁夏银川月牙湖沙化地进行试验，种植辣椒测定其苗期成活率、植物生长量、产量及土壤理化性质。结果表明，BGA土壤调理剂能增强辣椒对盐、碱的抵抗能力，成活率达到96.16%，长势优于其他处理，达到提高产量和絮凝作用，提高了砂质土壤的保水、保肥性能，使土壤变得疏松多孔，有利于作物根系生长。
Abstract: In this experiment, BGA soil conditioner was used to flocculate sandy land. The author selected the desert land of Yueya Lake in Yinchuan, Ningxia, and measured the survival rate of seedlings, plant growth, yield and soil physicochemical properties. The results showed that BGA soil conditioner could enhance the resistance of pepper to salt and alkali, the survival rate was 96.16%, the growth rate was better than other treatments, the yield was increased, the flocculation was improved, the water and fertilizer retention performance of sandy soil was improved, the soil became loose and porous, and it was conducive to the growth of crop roots.
1. 引言
宁夏地区主要沙化区集中在银川平原与宁夏中部干旱带[1]。其沙化成因中物理成因主要包括土壤耦合团粒减少、土质结构遭受破坏、粗细颗粒中细小颗粒量降低；化学退化成因主要为土壤有机质含量降低、土壤大量元素及微量元素含量降低，来自土壤自身修复的化学反应不能持续；生物退化成因主要是土壤微生物种群受到破坏、土壤动物与植物数量降低、发展失衡等[2]。所以，此次开展BGA土壤调理剂对沙质土壤治理措施是针对上述三种退化过程进行逆向治理。目前，伴随着新材料、新技术的发展，化学、生物修复手段成为修复砂质土壤的一项重要手段，土壤改良剂的研发与推广逐渐上升为研究热点。本实验应用BGA激活剂在以物理技术为核心的STT技术处理后以农业有机废弃物为原料研发的土壤调理剂在沙化区土壤中种植辣椒，开展土壤改良剂特别是针对沙化土壤的改良剂研究具有实际意义。
2. 材料与方法
2.1. 试验材料
供试材料为制浆型辣椒-红焰新贵。本实验以辣椒为测试对象是由于辣椒不耐盐碱，辣椒从萌发至后期生长对盐碱比较敏感，表现显著，便于观察。
供试BGA土壤调理剂是用农业秸秆、动物粪便、油料作物残渣为原料开发的土壤调理剂。主要成分 N、P、K含量 ≥ 3.0%，有机质含量 ≥ 20%，汞(Hg) ≤ 5 mg/kg，铬(Cr) ≤ 50 mg/kg，砷(As) ≤ 10 mg/kg，镉(Cd) ≤ 10 mg/kg，铅(Pb) ≤ 50 mg/kg。
2.2. 试验方法
2.2.1. 试验地选择
试验地选择宁夏银川平原东部月牙湖露地沙化区，周边土地均沙化严重。试验地处于E38˚63'、E106˚61'，海拔1120 m，年降雨量180 mm，年均气温8.4℃，pH 8.2，属于典型的沙化地。
2.2.2. 试验设计
试验区面积600 m2，设置3个处理，1个对照，分别为对照组(CK)，底肥不施任何肥料；有机肥处理一(A1)，施用腐熟牛粪；BGA与有机肥混合处理二(A2)；BGA处理三(A3)。每个处理10垄，面积150 m2。试验采取高垄双行种植，垄宽60 cm，垄高20 cm，沟宽40 cm。
2.2.3. 检测指标
出苗率、株高、单垄总产量、土壤物理性状。
2.3. 数据分析
试验数据分析利用Excel 2010软件和SPSS 16.0进行数据分析和图表制作。多重比较法利用Duncan法。
3. 结果与分析
3.1. 对照与处理对辣椒成活率的影响
5月15日进行前期土壤处理、旋耕起垄覆膜、点播辣椒，播种株行距为35 cm × 40 cm。播种半个月后(5月30日)测定处理与对照辣椒的苗率。6月12日和7月15日测定植株成活率，测定数据见表1。
Table 1. Survival rate of pepper seedlings in different growth periods
表1. 不同生长时期辣椒苗成活率
测定时间 |
|
平均成活率(%) |
|
|
CK |
A1 |
A2 |
A3 |
5月30日 |
95.27 ± 2.78 |
73.73 ± 30.04 |
81.03 ± 19.87 |
94.18 ± 3.05 |
aA |
bB |
bAB |
aA |
6月12日 |
94.19 ± 5.58 |
75.75 ± 28.64 |
82.1 ± 16.71 |
94.98 ± 3.05 |
aA |
bB |
abAB |
aB |
7月15日 |
74.17 ± 17.51 |
72.45 ± 16.69 |
64.35 ± 20.81 |
96.16 ± 2.95 |
bB |
bB |
bB |
aA |
由5月30日辣椒的苗率表1可知，对照(ck)辣椒苗率与处理相比最高，达到95.27%，较A3组高1.09%，较A2组高出14.24%，较A1组高出21.54%。田间表现，CK和A3出苗整齐度较为一致，优于A2、A1组。由表1可知，6月12日辣椒苗成活率与5月30日辣椒苗成活率测定结果基本一致。7月15日测定可知，CK和A2组成活率在生长过程中降低较为明显，但A3组中椒苗成活率与苗期一致。此时处理三椒苗的成活率为96.16%，分别较对照高21.99% (P < 0.05, P < 0.01)，较处理一高23.71% (P < 0.05, P < 0.01)，较处理二高出31.81% (P < 0.05, P < 0.01)。田间观察发现，对照与处理一、处理二在生长过程中出现不同程度死苗现象，处理二更有连片死苗现象。只有处理三辣椒苗的成活率一直较高。
3.2. 各个处理对辣椒植株生长量的影响
Table 2. Pepper plant height at different growth stages
表2. 不同生长时期辣椒株高
测定时间 |
|
平均株高(cm) |
|
|
CK |
A1 |
A2 |
A3 |
6月14日 |
10.32 ± 3.42 |
5.75 ± 2.29 |
5.84 ± 2.28 |
18.71 ± 6.27 |
bB |
cC |
cC |
aA |
7月19日 |
47.33 ± 10.42 |
44.23 ± 12.41 |
43.65 ± 8.56 |
53.76 ± 8.06 |
bB |
cB |
cB |
aA |
由表2可知，辣椒直播30天后，对照与各处理株高差异较为显著，其中处理三辣椒苗均株高最高，为18.71 cm，分别较对照高67.04% (P < 0.05, P < 0.01)，较处理一高3.25倍(P < 0.05, P < 0.01)，较处理二高3.2倍(P < 0.05, P < 0.01)。7月19日测定株高，任然处理三长势最好，平均株高53.76 cm，较对照高10.47% (P < 0.05, P < 0.01)，较处理一高17.28% (P < 0.05, P < 0.01)，较处理二高28.46% (P < 0.05, P < 0.01)。由上可知，施用BGA土壤调理剂处理的辣椒长势最优。
3.3. 各个处理对辣椒产量的影响
试验区辣椒产量形成后测定各个处理中单位垄产量，由表3可知，总产量中处理三平均产量最高，为6.25 Kg。分别较对照高8.97%，处理一高53.62% (P < 0.05, P < 0.01)，较处理二高41.35% (P < 0.05, P < 0.01)。结果表明BGA土壤调理剂处理的种植区辣椒产量有较显著增产效果(见表3)。
Table 3. Yield of pepper under different treatments
表3. 不同处理中辣椒产量
处理名称 |
平均总产量(kg/垄) |
差异显著性P < 0.05 |
P < 0.01 |
CK |
5.82 |
a |
AB |
A1 |
4.21 |
b |
B |
A2 |
4.57 |
b |
B |
A3 |
6.25 |
a |
A |
3.4. BGA各个处理对盐碱土壤物理性质的影响
分别在播种前未做处理试验地(H1)及调理剂处理采收结束取土样(H2)，分别测定土壤比重、土壤含水量、土壤容重、土壤总孔隙度，测定结果见下表。处理的土壤总孔隙度升高、土壤含水量提高、土壤容重降低。说明BGA土壤调理剂处理后的土壤能够提高砂质土壤的保水能力、改善土壤结构、提升土壤孔隙度。BGA土壤调理剂有效改善砂质土壤的物理结构(见表4)。
Table 4. Changes of soil physical properties in greenhouse in different periods
表4. 不同时期温室内土壤物理性质的变化
编号及取样时间 |
土壤容重 |
土壤比重(常数) |
土壤含水量(%) |
土壤总孔隙度(%) |
H1 |
1.48 |
2.57 |
23.55 |
43.95 |
H2 |
CK |
1.41 |
23.23 |
44.38 |
A1 |
1.15 |
24.03 |
51.13 |
A2 |
1.18 |
25.15 |
54.52 |
A3 |
1.27 |
24.68 |
55.65 |
4. 结论
通过数据分析和田间观察发现BGA土壤调理剂处理对辣椒不同生长阶段的影响，辣椒苗期处理三和对照比较整齐，处理二辣椒出苗较差，缺苗情况严重，生长势较弱。生长中期后，各处理与苗期成活率结果一致。进入辣椒生长后期，因砂质土壤的影响对照成活率显著下降；处理三辣椒成活率与苗期、中期一致，砂质土壤对其影响很小。说明BGA土壤调理剂的施用植株生长势有促进作用，提高辣椒抗逆性，而且，BGA土壤调理剂的参与对辣椒产量有明显增产作用。综上所述，BGA土壤调理剂可以改良沙化地土壤结构、增加沙化地缓冲能力、提升沙化地辣椒抗逆性，使其生长势优于其他处理，增加产量。
5. 讨论
通过BGA土壤调理剂在试验区沙化土壤进行辣椒种植试验可知，首先能够促进土壤结构向多团粒转变，其次增加土壤含水率，最后可改善土壤理化性状。研究结果表明，施用BGA土壤调理剂具有改善砂质土壤物理性质的作用，主要表现在土壤容重降低、土壤含水量升高、土壤总孔隙度升高，这与郭永忠等人[3]的研究报道相一致。施用该调理剂在提高盐碱土壤的保水能力的同时增加土壤的通透性、使土壤结构发生变化，土壤疏松多孔，更易于作物根系生长。
项目支持
宁夏农林科学院成果转化项目《辣椒轻简化高效栽培技术示范》NNKZZCGZH-2021-03-09。